近年来,社会经济的持续高速发展使得我国能源需求不断攀升,但受限于化石能源开发有限、清洁能源利用不足的现状,能源供需不平衡的矛盾逐渐加剧。综合能源系统能够克服单一能源系统的发展局限,打破不同能源系统间进行横向物理互联和信息交互的壁垒,促进能源供给方式和消费模式优化升级,已经成为电力和能源领域的研究热点。基于此,本文主要针对综合能源系统的优化运行开展研究,探讨不同运行模式下的综合能源系统优化调度方案,以实现对化石能源的高效利用,促进可再生清洁能源消纳。本文具体的研究成果如下:(1)建立了含集中式供能与分布式供能的综合能源系统模型。设计包含集中式供能与分布式供能的多区域综合能源系统基本能流结构,其中集中式供能由火电机组、风电场等通过集中供热管网与配电网络实现,分布式供能由各区域综合能源系统内部燃气轮机三联供、储能等分布式能源设备实现;分析各类能源设备的运行工作特性,并建立其数学模型;基于集中供热原理,从热媒流动的热力-动力双维度特征出发,进行热网支路特性建模和热网节点特性建模。蓄热(2)提出了计及需求侧围护建筑热虚拟储能的区域综合能源系统孤岛运行优化策略。分析围护建筑供热、散热特性,根据热动态平衡方程推导建立需求侧围护建筑的热虚拟储能模型;围绕孤岛模式下区域综合能源系统的运行特征与能流结构,建立以最小化系统运行成本为目标的日前优化调度模型,模型考虑将围护建筑的热虚拟储能作为独立能源设备出力作为优化变量,同时计及各类负荷供给平衡约束、设备运行约束以及围护建筑室温舒适度约束;提出采用结合稀疏矩阵处理技术的改进内点法对模型进行求解,以获取日前优化调度方案;算例表明,孤岛运行模式下的区域综合能源系统可通过协调分布式能源设备出力实现系统经济运行和分布式光伏消纳,需求侧围护建筑的热虚拟储能作用可在一定程度上降低供能成本。(3)提出了融合供需双侧热虚拟储能的多区域综合能源系统并网运行优化策略。基于集中供热的热能传输时延特性,探讨供热网络虚拟储能原理及其应用价值;围绕并网运行模式下多区域综合能源系统“集中式+分布式”混合供能结构,提出融合供需双侧热虚拟储能的多区域综合能源系统并网协同优化调度模型框架;以各区域综合能源系统的集中供能需求为耦合变量,建立多区域综合能源系统分层优化调度模型,下层优化以最小化能源区域运营商的综合运营成本为目标,并在孤岛优化的基础上增加电、热联络线功率约束,上层优化以最小化能源集中供应商的综合供能成本为目标,考虑能量平衡、设备出力、网络运行等约束;针对分层优化模型特点,采用自下而上的逐层求解策略;经验证,所提融合供需双侧热虚拟储能的多区域综合能源系统并网优化调度策略可有效提升系统运行经济性、促进可再生清洁能源消纳。